基于无线传感网的智能环境监控系统设计

针对传统环境监控系统存在的缺点,设计了一种新型无线传感器网络的环境监控系统。系统采用分布式融合结构,通过终端节点的多种传感器采集环境信息,终端对信息预处理后实时将信息传输到协调器。协调器融合各终端传感器信息,提取精确信息上传至融合中心,融合中心通过分析数据发布命令给控制中心,控制中心利用单片机驱动电机可以自动或手动控制风机和水泵对环境进行调节和控制。同时,系统还具有自动预警功能。通过验证,该系统稳定、可靠,能广泛应用于不同领域的分布式多点环境监控。     

融合云模型和反向学习的克隆选择算法

为了进一步改善高维对象优化时免疫克隆算法的种群多样性,提高算法全局优化能力和搜索效率,提出了融合云模型和反向学习的克隆选择算法。引入云模型概念,使用正向云发生器产生云变异因子,进而对克隆后种群进行变异;利用反向学习策略,对变异前后的种群求反向解,进而实现种群抗体选择;通过马尔可夫链理论证明了算法收敛性。六组高维函数测试结果表明,与差分遗传算法、免疫遗传算法和自适应混沌克隆选择算法相比,该算法实现了100%的寻优,且最小收敛代数、平均收敛代数及迭代代数标准差分别平均减少33.7%、19.8%、29.1%,从而验证了其强优化能力、高搜索效率和好稳定性。     

基于ANSYS的刮刀卸料离心机进料管优化设计

为减少平板上悬式刮刀卸料离心机进料管中悬浮液流动时出现的涡流和二次环流等能量损耗,基于ANSYS进行了进料管的优化设计。利用ANSYS进行了离心机传统进料管内悬浮液的流动模拟,找出进料管中悬浮液的最大速度处;在不改变原空间位置和整体尺寸基础上,进行了3种类型的进料管结构设计和悬浮液流场的三维建模;完成了流场模拟分析和对比。分析结果表明,所设计的3种新型进料管的能量耗损要明显小于传统进料管,且悬浮液中的固体颗粒在转鼓内壁处分布较广,不仅保护了离心机的生产安全,还提高了离心机的生产能力。     

智能空间中基于畸变矫正的改进视觉标定

为了解决智能空间中机器人环境建模时的视觉标定,提出了一种基于几何畸变矫正的改进标定算法.首先对模板图像进行阈值分割和循环腐蚀等预处理;然后利用改进Harris算法进行角点提取;再基于非线性最优和立方卷积插值来矫正畸变图形;最后在此基础上实现摄像机标定.     

联合中间层的深度卷积神经网络模型

针对当前卷积神经网络（Convolutional Neural Networks,CNN）模型通常将网络最后一层的输出作为特征表示,未能充分利用网络中间层的不足,提出了一种联合中间层的CNN模型（Intermediate Layers Connected-CNN,ILC-CNN）。该模型以AlexNet为基础,首先联合前、中、末端卷积层,通过深度连接方式连接;接着通过池化层、全连接层等操作得到描述图像的特征向量;通过辅助分类器训练方式保证了中间层特征的有效性,使模型得以成功训练。测试结果表明,该模型在图像分类与识别任务中效果显著,其提取的特征更具辨识度,具有比其他模型更高的识别精度。     

锻造机器人金属橡胶关节阻尼设计及振动抑制

为了抑制锻造车间内锻压机等设备给锻造机器人造成的残余振动,开展机器人的金属橡胶关节阻尼设计及其振动抑制性能分析。基于冲击响应理论获得锻造环境中锻压机冲击的半正弦脉冲激励;根据SPONE的线性弹簧假设及关节刚-柔耦合特性,在COMSOL 平台上建立了六自由度锻造机器人的几何模型;对锻造机器人关节中金属橡胶垫片的减振阻尼特性进行分析;最后在COMSOL平台上完成了7种状态下锻造机器人的振动响应试验,并对丝径分别为0.10、0.20、0.25、0.30 mm的4种金属橡胶关节阻尼进行了残余振动抑制测试。测试结果表明：当关节4~关节6都呈0°时,极限状态4下无阻尼机器人末端最大位移为0.19 mm;而4种金属橡胶关节阻尼的机器人末端位移分别降低了85.8%、99.5%、100%和100%,且金属丝径为0.25 mm时抑振效果最好,从而验证了在锻造机器人中增加金属橡胶关节阻尼抑制残余振动的有效性。     

饱和约束下的汽车直接横摆力矩控制器设计

目前在汽车直接横摆力矩控制器设计中,往往忽略了可利用的附加横摆力矩是限制在一定范围之内的这一约束条件,而当系统饱和时控制器输出与输入将不再满足所设计的反馈规律,这导致在实际环境下工作时难以保证控制精度。为了克服这一缺陷,利用矩阵不等式方法设计了一种抗饱和的汽车稳定性控制策略。通过仿真实验表明,与二次型最优控制器相比,抗饱和控制器不仅能有效实现控制目标,同时还具有良好的抗饱和性能。该方案的设计为更加合理的汽车稳定性控制策略提供了参考。     

机械原理与设计的实践环节体系改革与实践

为了充分发挥《机械原理》与《机械设计》课程的实践教学效果,进一步提高学生的综合设计能力,在原有教学模式基础上,紧紧围绕实验教学体系、课程设计和第二课堂3个方面来开展实践环节教学改革,给出了教学案例设计.实践教学表明,机械原理与设计的实践改革发挥了学生主动性,培养了学生创新能力,改善了教学效果.     

一种人工势场导向的蚁群路径规划算法

针对复杂环境下的机器人路径规划问题,提出一种势场法优化的蚁群路径规划算法。为提高算法收敛速度,将人工势场法的规划结果作为先验知识,对蚁群初始到达的栅格进行邻域信息素的初始化,并通过构建势场导向权改变蚂蚁概率转移函数,使其作用于蚂蚁路径搜索的始终,从而改善蚁群路径搜索的盲目性。仿真结果表明,新算法具有收敛速度快、规划路径短以及环境自适应的优点。